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2012高考化学一轮复习精品课件(新课标):第5单元-物质结构元素周期律(15——17讲)


第五单元

物质结构

元素周期律

第五单元 │ 知识框架

知识框架

第五单元 │ 使用建议 使用建议
? 内容特点 1.元素周期表是化学学习的一种重要工具,掌握元素性质 与原子结构的关系,对元素化合物的学习具有重要的指导作用。 2.元素周期律是无机化学基础理论,对元素及其化合物 的研究有重要的指导意义,内容丰富,规律性强,通过数据或 实验验证而形成规律。通过元素周期律去把握元素周期表,再 通过元素周期表去理解元素周期律,利用元素周期律结合元素 在周期表中的位置去预测、理解具体元素及其化合物的性质等, 体现了“位置—结构—性质”三者的关系。

第五单元 │ 使用建议
3.化学键是研究微粒间相互作用的基础理论,是在离子 化合物和共价化合物以及原子结构和元素周期律等知识的基础上, 介绍了离子键、共价键的知识,内容抽象,理论性强,概念多, 常与原子结构等内容综合考查。 ? 编写思路 1.本单元内容丰富,理论性强,在高考中的地位极其重 要,故在编写中分为3讲。元素周期律是本单元的重中之重,编 写时除对这部分写的详实外,还设置了A、B两个课时作业增加 训练力度。 2.第15讲分为3个探究点。探究点一主要对元素周期表的 结构进行简单介绍,然后重点对确定元素在周期表中的位置的方 法

第五单元 │ 使用建议
进行了讲解;探究点二采取列表方式对主族金属元素、非金属元 素结构与性质进行了对比,然后从结构的相似性和差异性分析了 性质的相似性和递变性;探究点三则是重点对相似概念的辨析。 3.第16讲的核心是元素周期律。探究点一重点讲解了核外 电子排布规律;探究点二在梳理元素周期律的基础上,重点讲解 了比较元素的金属性和非金属性强弱的方法、微粒半径大小的比 较;探究点三重点讲解了元素的“位、构、性”关系的应用,要 点深化部分则是对元素的推断等做了重点讲解。 4.化学键是研究微粒间相互作用的基础理论,贯穿于整个中 学化学的始终。其中探究点一重点讲解了离子键、共价键的概念, 以及它们的存在;探究点二重点是对化学键与化学反应的关系进 行阐释。

第五单元 │ 使用建议
5.本单元除设置了单元卷外,还设置了一套滚动卷, 滚动范围是一、二、三、四、五单元的综合。 ? 教学建议 1.元素周期表的复习,应从以下几个方面入手: (1)明确元素周期表的编排原则,熟悉元素周期表的结构。 (2)掌握“位—构—性”三者之间的关系,能够根据原子 序数推断元素在周期表中的位置,并能根据元素在周期表中的位 置确定元素的性质。 (3)把握元素周期表中元素性质的递变规律。 (4)以元素周期表为指导,复习碱金属和卤素。 2.元素周期律的复习,应从以下几个方面入手: (1)辨析好基本概念,了解概念的内涵和外延。

第五单元 │ 使用建议
(2)要善于理解和区分在特定场合给出的问题,弄清楚 各粒子的组成与性质的关系及原子或简单离子的核外电子排 布规律。 (3)要把握好元素周期律的实质,掌握元素周期律体现在 哪几点上。掌握元素的主要化合价,原子半径,元素的金属 性、非金属性的周期性变化。 3.化学键的复习,应从以下几个方面入手: (1)辨析好基本概念,了解概念的内涵和外延。 (2)要注意引导学生多总结,记住一些特例,如Na2O2和 NH4Cl中既有离子键又有共价键,He等稀有气体中无化学键 等,以便于用特例法解题。

第五单元 │ 使用建议
? 课时安排 本单元建议10课时完成,6课时用于在课堂上互动式完成 15~17讲,2课时进行测试及讲评,2课时进行滚动卷测试 及讲评。

第15讲 │ 元素周期表

第15讲 元素周期表

第15讲 │ 元素周期表 考纲导学
考纲要求 命题预测 1.了解元素、核素和同位素的 1.核素及原子结构中“量”的关系。 含义。 一般通过元素合成等新信息,考查质 2.了解原子的构成。了解原子 子数、中子数、质量数之间的换算关 序数、核电荷数、质子数、中子数、 核外电子数以及它们之间的相互关 系,难度较小。 2.周期表的结构及应用。本考点一般 系。 不独立出题,通常作为元素推断的依 3.了解元素周期表(长式)的结构(周 据,进行综合考查,难度较大。 期、族)及应用。 4.以第ⅠA和第ⅦA族为例,掌握同 3.同主族元素的性质规律判断。通常 一主族内元素性质的递变规律与原子 是作为元素的性质推断,或选择题中 结构的关系。 的正误判断,难度较大。

第15讲 │ 要点探究 要点探究
? 探究点一 碳 硅

【知识梳理】 一、碳、硅比较 1.世界上第一张元素周期表是在1869年由俄国化学家 门捷列夫 ________绘制完成的,随着科学的不断发展,已逐渐演变为 现在的常用形式。 周期表 2.原子序数:按照元素在________中的顺序给元素编号, 核电荷数 质子数 称之为原子序数,原子序数=__________=__________= 核外电子数 __________。 3.元素周期表的结构

第15讲 │ 要点探究
短 2 长 18 不完全 26 短周期元素与长周期元素 18 32 8

8

7 7
8、9、10
18

第15讲 │要点探究
【要点深化】 一、元素周期表的结构与原子序数的关系 1.同主族、邻周期元素的原子序数差 (1)位于过渡元素左侧的主族元素,即ⅠA、ⅡA族,同主族、 邻周期元素原子序数之差为上一周期元素所在周期所含元素种数; (2)位于过渡元素右侧的主族元素,即ⅢA~ⅦA族,同主族、 邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素种数。 例如,氯和溴的原子序数之差为:35-17=18(溴所在第四周期所 含元素的种数)。 2.同周期ⅡA族和ⅢA族元素原子序数差 第二、三周期元素,原子序数差为1;

第15讲 │要点探究

第四、五周期元素,原子序数差为11; 第六周期元素,原子序数差为25。 二、主族元素在周期表中位置的推断方法 1.根据核外电子排布规律 (1)最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。 (2)最外层有1个或2个电子,则可能是ⅠA、ⅡA族元素,也 可能是副族、Ⅷ族或0族元素氦。 (3)最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。 (4)某元素阴离子最外层电子数与次外层相同,该元素位于第 三周期。若为阳离子,则位于第四周期。 (5)电子层结构相同的离子,若电性相同,则位于同周期,若 电性不同,则阳离子位于阴离子的下一周期——“阴上阳下”规律。

第15讲 │要点探究
2.根据周期表结构与原子电子层结构的关系 核外电子层数=周期数(对于大部分元素来说); 主族序数=最外层电子数=最高正价=8-|最低负价|。 (1)族序数等于周期数的元素是H、Be、Al等。 (2)短周期中最高正价与最低负价代数和为零的是H(NaH 中氢原子显-1价)、C、Si。 (3)最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素是S。 (4)除H外,原子半径最小的元素是F。 (5)最高正价不等于族序数的元素是O、F等。 (6)不易表现出正价的元素有O、F。 3.根据元素的存在、性质等 (1)存在方面

第15讲 │要点探究
①形成化合物种类最多的元素、单质是自然界硬度最大的元素、 氢化物中含氢质量分数最大的元素是C。 ②空气中含量最多的元素,或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素 是N。 ③地壳中含量最多的元素,或氢化物的沸点最高的元素,或氢化 物在通常状况下呈液态的元素是O。 ④地壳中含量最多的金属元素是Al。 (2)性质方面 ①最活泼的非金属元素,或无正价的元素,或气态氢化物最稳定 的元素是F。 ②最活泼的金属元素,或最高价氧化物对应的水化物碱性最强的 元素,或阳离子氧化性最弱的元素是Cs(放射性元素除外)。

第15讲 │要点探究
③单质在常温下呈液态的非金属元素是Br。 ④短周期中最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与 强碱反应的元素是Be、Al。 ⑤元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物起化合 反应的元素是N。 ⑥元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素是Li、 Na、F。 ⑦常见的能形成同素异形体的元素有C、P、O、S等。 4.根据稀有气体的原子序数 第一~七周期稀有气体元素的原子序数依次为2、10、18、36、 54、86、118,可利用元素的原子序数与最相近稀有气体元素原 子序数的差值来推断元素在周期表中的位置,可遵循“比大小, 定周期;比差值,定族数”的原则。

第15讲 │要点探究

例如53号元素,由于36<53<54,则53号元素位于第五 周期,54-53=1,所以53号元素位于54号元素左侧第一格, 即第ⅦA族,所以53号元素位于第五周期第ⅦA族。 再如88号元素,由于86<88<118,则88号元素位于第七 周期,88-86=2,所以88号元素位于86号元素右侧第二格, 即下周期的第ⅡA族,所以88号元素位于第七周期第ⅡA族。

第15讲 │要点探究
【典例精析】 例1 元素周期表中前7个周期完全排满时元素的种数 如下表所示:
周期数 1 2 3 4 5 6 7

元素种数(最多)

2

8

8

18

18

32

32

(1)第六、七周期完全排满时元素的种数比第四、五周期多 第六、七周期中在ⅢB族出现了镧系和锕系 。 了14种,其原因是______________________________

第15讲 │要点探究
ⅣA ⅢB (2)周期表中________族所含元素最多,__________族元素 形成化合物最多。 (3)请分析周期数与元素种数的关系,然后预测第八周期最 50 多可能含有的元素种数为________。 (4)居里夫人发现的镭是元素周期表中第七周期的ⅡA族元 B 素,下列关于镭的性质的描述中不正确的是________。 A.在化合物中呈+2价 B.氢氧化物呈两性 C.单质使水分解,放出氢气 D.碳酸盐难溶于水

第15讲 │要点探究
[解析] 元素周期表是学好化学的有效工具,因此对元素周期 表的掌握必须有相当的条理性、严密性,做到对周期表的结构 烂熟于心。 (1)第六、七周期中由于在ⅢB族出现了镧系、锕系,所以元 素种类最多。 (2)已知有机物的种类远远多于无机物,而有机物中含有碳元 素,可知ⅣA族元素形成的化合物最多。 (3)根据表可通过分析数据归纳出规律:
周期表 1 2 2×1 2 8 2×22 3 8 2×22 4 18 2×32 5 18 2×32 6 32 2×42 7 32 2×42

元素种 数 (最多)

第15讲 │要点探究
可见规律是2n2(n=1,2,3,……),由此预测第八周期元素种数应 为2×52,故答案为50。 (4)在周期表中同族元素,从上到下其金属性依次增强,因此, 可以确定其单质使水分解放出氢气;其氢氧化物呈现出比氢氧 化钙更强的碱性,而不能呈两性;碳酸盐难溶于水。

第15讲 │要点探究

[点评]现行元素周期表是以原子序数为基本排列原则, 在此基础上又根据电子层数、最外层电子数进行“归类”排 列的,据此可以对元素周期表各周期所含元素种类数进行推 导。变式题则是考查根据原子序数确定其在周期表中的位置。

第15讲 │要点探究
2010年2月19日,为纪念哥白尼,第112号化学元素 被命名为“Copernicium”,相应的元素符号为“Cn”,名称 为铌。科学家们在制造这个第112号新元素时确实也用了其 他元素,他们尝试过用U(质子数92)和Ca(质子数20)、Pu(质 子数94)和Ar(质子数18)、Th(质子数90)和Ti(质子数22)、 Cm(质子数96)和S(质子数16),但是这里面成功的只有U(质 子数92)和Ca(质子数20),产生的是Cn的同位素。关于112号 元素的说法不正确的是( ) A.生成铌的过程为化学变化 B.该元素是金属元素 C.该元素在周期表中的第七周期第ⅡB族 D.铌的主要化合价是+2价

第15讲 │要点探究

A 碳该合成过程中发生了原子核的变化,而化学反应只是涉 及原子核外电子的变化,A项不正确;根据稀有气体的原子序 数规律或元素周期表的编排原则可知,铌是第七周期第ⅡB族, 是过渡元素,为金属元素,B、C、D正确。

第15讲 │要点探究
? 探究点二 元素性质与原子结构

【知识梳理】 1.元素性质与原子结构的关系 最外层电子数 原子核外电子排布,特别是__________________决定着元素的化 原子核外电子排布 学性质。__________________的相似性和递变性导致元素性质的 相似性和递变性。 2.同主族元素结构与性质的相似性和递变性

第15讲 │要点探究
相似性 碱金属 卤素 碱金属 递变性 卤素(F→I)

(Li→Cs)

原子结构

最外层均为 1 ____个电子

最外层均为 7 ____个电子

增多 电子层数逐渐____ 增多 核电荷数逐渐____ 增大 原子半径逐渐____

都具有强的
元素性质 金属性 ________,最 高正价都是 +1 ____价

都具有强的
非金属性 , 最高正价都是 +7 ____价(F除外) 金属性逐渐 增强 ________ 非金属性逐 减弱 渐______

第15讲 │要点探究
相似性 递变性 碱金属 (Li→Cs) 与水反应越 来越 剧烈 ________, 与氧气反应 剧烈 越来越____, 产物越来越 复杂,还原 性逐渐 增强 __________

碱金属
都能与 H2O反应生 成可溶性氢 氧化物和 H2 _______ 都能与O2反 应 都具有强的 还原性 ________

卤素

卤素(F→I)
与H2反应条 件要求越来 高 越____,生 成氢化物的 稳定性越来 差(或弱) 越_________ 氧化性逐渐 减弱 ________

单质化 学性质

都能够与H2 反应 都具有强的 氧化性 ________

最高价氧化 物对应水化 物的酸(碱)性

增强 碱金属(Li→Cs)最高价氧化物的水化物碱性逐渐____
减弱 卤素(Cl→I)最高价氧化物的水化物酸性逐渐____

第15讲 │要点探究

【要点深化】 1.同主族元素性质递变规律的原因 在元素周期表中,同主族元素从上到下原子核外电子层数依次 增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱, 原子失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱,所以金属性逐渐 增强,非金属性逐渐减弱。 2.碱金属的特性 (1)钠、钾需保存在煤油中,但Li的密度比煤油的小,所以Li 必须保存在石蜡中。Li、K的密度比水小,而Rb、Cs的密度比水大, 与水反应时,沉于水底。 (2)氧在化合物中一般显-2价,但Na2O2中氧显-1价;氢能够 与非金属元素形成氢化物,氢显+1价,而碱金属也能够与氢形成

第15讲 │要点探究
氢化物,如NaH、KH,其中氢的化合价为-1价。 3.卤素及其化合物的特性与鉴别 (1)氟元素的几种特殊性质 CaF2不溶于水,AgF易溶于水,氟无正价,无含氧酸。氢氟酸为 弱酸,剧毒,能腐蚀玻璃;氟气能够与水剧烈反应生成HF和O2: 2F2+2H2O===4HF+O2,故实验室中不能制取氟水;氟气能与稀 有气体反应。 (2)碘元素的几种特性 碘为紫黑色固体,易升华(常用于分离提纯碘),遇淀粉变蓝色(常 用于检验I2的存在),碘氧化性较其他卤素弱,与变价金属反应生 成低价化合物,如与Fe反应生成FeI2。

第15讲 │要点探究

(3)卤素的检验 ①氯气是黄绿色气体,有刺激性气味,可使湿润的KI- 淀粉试纸变蓝色。 ②卤化银检验法。用硝酸酸化的AgNO3溶液可检验Cl-、 Br-、I-。 ③也可用卤素之间的置换反应和有机溶剂萃取的方法来 检验卤素单质。

第15讲 │要点探究
【典例精析】 例2 有X、Y两种元素,原子序数≤20,X的原子半径小 于Y,且X、Y原子的最外层电子数相同(选项中m、n均为正 整数)。下列说法正确的是( ) A.若X(OH)n为强碱,则Y(OH)n也一定为强碱 B.若HnXOm为强酸,则X的氢化物溶于水一定显酸性 C.若X元素形成的单质是X2,则Y元素形成的单质一定是Y2 D.若Y的最高正价为+m,则X的最高正价一定为+m

第15讲 │要点探究

例2 A 由于X、Y原子的最外层电子数相同,且X的原 子半径小于Y,所以X、Y同主族,且X位于Y的上面,由 于同主族元素最高价氧化物对应水化物碱性从上到下逐 渐增强,A正确;HNO3为强酸而氨水呈碱性,则B不正 确;ⅥA族元素氧的单质为O2,而硫的单质却有S8、S6、 S4、S2等形式,C不正确;ⅥA族元素,氧无正化合价, 而硫的最高正价为+6,故D不正确。

第15讲 │要点探究

[点评]列举法和特例法是解决这类问题的关键,如本 题涉及的氢化物水溶液呈碱性的只有NH3,非金属元素无 正价的有氧、氟等。变式题对典型金属元素族和非金属元 素族的性质进行考查。

第15讲 │要点探究

关于碱金属和卤族元素的叙述,错误的是( ) A.碱金属都能在空气中燃烧生成M2O(M指碱金属) B.HCl、HBr、HI的还原性由弱到强 C.X、Y是两种卤族元素,X的非金属性比Y的强,则X的单 质比Y的单质更容易与氢气反应 D.碱金属所形成的阳离子的氧化性从上到下依次减弱

第15讲 │要点探究

A 只有锂在空气中燃烧生成Li2O,其他碱金属元素生成过 氧化物或更复杂的超氧化物甚至臭氧化物,A选项错误;同 主族元素,从上到下,非金属性减弱,对应的阴离子的还原 性增强,B选项正确;非金属性越强越易与H2发生反应,C 选项正确;碱金属从上到下金属性依次增强,对应的阳离子 的氧化性依次减弱,D选项正确。

第15讲 │要点探究
? 探究点三 核素 【知识梳理】 质子 中子 1.核素:具有一定数目的________和一定数目_______ 的一种原子。核素中相关量的关系为:质量数(A)= 质子数 中子数 __________+__________,质子数为Z,质量数为A的核素X A 可表示为_____。 ZX 质子数 中子数 2.同位素:__________相同而__________不同的同一 元素的不同原子互称同位素。如氢元素有三种核素,符号为 1 2 3 1H ________、________、________,三者互为同位素。 1H 1H

第15讲 │要点探究
3.元素:具有相同 核电荷数(或质子数) 的同一类原子的 总称。 核素、同位素、元素三者之间的关系为:

第15讲 │要点探究
【要点深化】 1.构成原子的粒子对原子性质的影响

第15讲 │要点探究
2.同位素、同素异形体、同分异构体概念辨析
同分异构体 分子式相同,结 构不同的化合物之 间互为同分异构体 同素异形体 同种元素组成结 构不同的单质之间 互为同素异形体 单质之间 相似,一定条件 下可以相互转变 金刚石与石墨、 C60;红磷与白磷; O2与O3 同位素 质子数相同, 中子数不同,同 一元素的不同原 子间互为同位素 原子之间 几乎完全相同

概念

对象 化学 性质 实例

一般为有机化合 物之间
可能相似也可能 不同 CH3COOH与 HCOOCH3

H、H、H

第15讲 │要点探究
【典例精析】 例3 据报道,在火星和金星大气层中发现了一种非常特 殊的会导致温室效应的气态化合物,它的结构式为16O=C= 18O。下列说法正确的是( ) A.16O与18O为同种核素 B.16O=C=18O与16O=C=16O互为同位素 C.16O=C=18O的化学性质与16O=C=16O完全不同 D.目前提出的“低碳经济”,目标是减少向环境排放 CO2,控制温室效应

第15讲 │要点探究

例3 D A项中两种原子互为同位素;B项中两分子均 为化合物,不属于同位素范畴;C项中两种分子的化学性质 应几乎完全相同。

第15讲 │要点探究

[点评] 决定元素化学性质的是核外电子排布,特别是 最外层电子数,故同位素原子间及其所构成的化合物之间 的化学性质相似。变式题更注重对同位素原子结构的考查。

第15讲 │要点探究
[2010· 山东卷] 16O和18O是氧元素的两种核素, NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( ) A.16O2与18O2互为同分异构体 B.16O与18O核外电子排布方式不同 C.通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化 D.标准状况下,1.12 L 16O2和1.12 L 18O2均含有0.1NA 个氧原子

第15讲 │要点探究
D
本题考查的知识点较多,有同分异构体的判断、核外 电子排布、物质间的转化以及阿伏加德罗常数的运用,属 容易题。A项,二者都是氧气,只不过摩尔质量不相同;B 项,核外电子排布相同,都是 ;C项,16O与18O

间的相互转化,是原子核的变化,不属于化学变化 ;D项, 二者的物质的量都是0.05 mol,所以氧原子个数都是0.1NA。

第16讲 │ 元素周期律

第16讲

元素周期律

第16讲 │ 元素周期律

考纲导学
考纲要求 1.了解原子核外电子 排布。 2.掌握元素周期律的 实质。 3.以第3周期为例, 掌握同一周期内元素性质 的递变规律与原子结构的 关系。 命题预测 1.对元素周期律的考查。通过 元素推断,考查元素在周期表中 的位置、金属性、非金属性、原 子半径、离子半径等知识以及元 素化合物知识,难度中等。 2.“位、构、性”的考查。考查 原子结构、元素在周期表中的位 置和元素性质三者的关系,难度 较大。

第16讲 │ 元素周期律

考纲导学
命题预测 3.在综合题中的考查。这类考 4.了解金属、非金属 点往往是以元素推断为突破,综 在元素周期表中位置及其 合考查元素化合物、电化学、化 性质递变规律。 学反应与能量、化学实验等重要 知识,难度较大。 考纲要求

第16讲 │ 要点探究 要点探究
? 探究点一 原子核外电子的排布 【知识梳理】 1.在同一原子中各电子层之间的关系
电子层数(n) 符号 1 ____ K 2 3 4 5 ____ O 6 P ____ 7 _____ Q

____ _____ ____ N L M

电子层离核 远近的关系
电子层能 量的关系

近 由______ 低 由______

远 ______ 高 ______

第16讲 │要点探究
2.原子核外电子排布规律 原子核外电子排布规律可以概括为“一低三多”,具体内容 如下: 能量低 (1)核外电子一般总是尽先排布在__________的电子层里。 (2)每个电子层最多容纳的电子数为______个。 2n2 8 (3)最外层最多容纳电子数不超过______个(K层为最外层 时不超过______个)。 2 18 (4)次外层最多容纳的电子数目不超过______个,倒数第
三层不超过______个。 32

第16讲 │要点探究
3.核外电子表示法——原子结构示意图 以钠原子为例,完成原子结构示意图中各符号的意义: 原子核
层内电子数 最外层电子数 电子层 核电荷数 4.核外电子排布的周期性变化:除第一周期外,每个周 1 8 期元素原子的最外层电子从______个逐渐增加到_______个, 周期性 呈现________变化。

第16讲 │要点探究
【要点深化】 1.核外电子排布规律的正确理解 核外电子排布规律是互相联系的,不能孤立地理解。例如:当 M层不是最外层时,最多可以排布18个电子,而当它是最外层 时,则最多可以排布8个电子。又如,当O层为次外层时,就不 是最多排布2×52=50个,而是最多排布18个电子。再如,质子 数为19的钾原子,核外有19个电子,按每层最多容纳2n2个电子, 第一层可排2个电子,第二层可排8个电子,第三层可排18个电 子,19-2-8=9,这9个电子可都排布在第三层上,但这违背 了第三条规律:最外层电子数不超过8个,电子排布时必须都满 足这四条规律,因此只能在第三层上排8个电子,第四层上排1 个电子。

第16讲 │要点探究
2.短周期元素核外电子排布的特性 (1)原子核中无中子的原子:H。 (2)最外层有1个电子的元素:H、Li、Na。 (3)最外层有2个电子的元素:Be、Mg、He。 (4)最外层电子数等于次外层电子数的元素:Be、Ar。 (5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素:C;是次外 层电子数3倍的元素:O;是次外层电子数4倍的元素:Ne。 (6)电子层数与最外层电子数相等的元素:H、Be、Al。 (7)电子总数为最外层电子数2倍的元素:Be。 (8)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素:Si。 (9)内层电子数是最外层电子数2倍的元素:Li、P。

第16讲 │要点探究
【典例精析】 例1 [2010·全国卷Ⅱ]短周期元素W、X、Y、Z的 原子序数依次增大,且W、X、Y+、Z的最外层电子数与 其电子层数的比值依次为2、3、4、2(不考虑零族元素)。 下列关于这些元素的叙述错误的是( ) A.X和其他三种元素均可形成至少2种的二元化合物 B.W和X、Z两种元素分别形成的二元化合物中,均 有直线形分子 C.W、X和Y三种元素可以形成碱性化合物 D.Z和其他三种元素形成的二元化合物,其水溶液 均呈酸性

第16讲 │要点探究

例1 D 除零族元素外,短周期元素中最外层电子 数和电子层数之比为2的W和Z元素为C和S。除零族元素 外,短周期元素中最外层电子数和电子层数之比为3的X元 素为O。除零族元素外,短周期元素中最外层电子数和电 子层数之比为4的Y+为Na+。D项中,Na2S的水溶液呈碱 性。

第16讲 │要点探究

[点评] 对于短周期元素核外电子排布应熟练记忆,并会 对其关系进行简单的数学运算,如本题就是借此为元素推断 的手段,然后考查元素化合物的性质。变式题的元素推断方 法与之类似,考查角度主要是元素周期律。

第16讲 │要点探究

短周期元素A、B、C原子序数依次递增,它们 的原子的最外层电子数之和为10。A与C在周期表中同主 族,B原子最外层电子数等于A原子次外层电子数。下列 叙述正确的是( ) A.原子半径A<B<C B.A的氢化物的稳定性大于C的氢化物 C.B的氧化物的熔点比A的氧化物的熔点低 D.A与C可形成离子化合物

第16讲 │要点探究

B 从电子层结构来看,A、B、C分别是碳、镁、硅,故原子 半径:Mg>Si>C,A不正确;MgO是离子晶体,CO2是分子晶 体,故MgO的熔点比CO2高,C错误;C、Si形成的化合物是 共价化合物,D不正确

第16讲 │要点探究
? 探究点二 元素周期律

【知识梳理】 1.定义 元素的性质(如原子半径、元素化合价、元素的金属性和 原子序数 原子序数 非金属性等)随着____________的递增而呈__________变化 的规律。 2.实质 核外电子排布 元素性质的周期性变化是元素原子的________________的 周期性变化的必然结果。 3.元素周期表中主族元素性质的递变规律

第16讲 │要点探究
同周期(左→右) 结 构 电子层数
相同 ________

同主族(上→下)
递增 ________ 相同 ________(族序数) 递增 ________

电子层 结构

最外层 电子数

递增 ________(1→8或2)
递增 ________ 递减 _______(除稀有气体元素) 减小 阳离子逐渐________ 减小 阴离子逐渐________ +1→+7 最高正化合价:________ -4→-1 最低负化合价:________

性 质

核电荷数(核 内质子数)

原子半径 离子半径

________ 递增
增大 逐渐________

应 用

主要化合价

相似 最高正化合价=主 族序数=最外层电子数 (O、F除外)

负化合价=-(8-主族序数)

第16讲 │要点探究
同周期(左→右) 结 构 元素原子失电子 能力 元素原子得电子能 力 元素的金属性和非 金属性 性 质 离子的氧化性 和还原性 最高价氧化物对应 水化物的酸碱性
减弱 逐渐________

同主族(上→下) 增强 减弱
增强 金属性逐渐____, 减弱 非金属性逐渐____ 减弱 阳离子氧化性________, 阴离子还原性________

增强 金属性逐渐 减弱 , 增强 非金属性逐渐____ 阳离子氧化性________,阴 增强 离子还原性________
减弱

酸性逐渐________ 增强 碱性逐渐________
减弱 逐渐________

酸性逐渐________ 减弱 碱性逐渐________
增强 逐渐________

增强

气态氢化物稳定性
应 用 气态氢化物还原性 单质置换氢气 的难易程度

逐渐________ 越来越______
增强 减弱

增强

逐渐________
增强 _______ 难

减弱

第16讲 │要点探究
【要点深化】 1.判断元素金属性和非金属性的依据
本质 利用金属 元素在金 属活动性 顺序里的 位置比较 利用金属 元素在元 素周期表 里的位置 比较 原子越易失去电子,金属性越强

金 属 性 比 较

一般来说,从左向右,元素的金属性逐渐减弱,两种金 属之间的距离越大,金属性差别越大 同周期中的金属元素,位置越靠前的(原子序数越小的)金 属性越强 同主族中的金属元素,位置越靠下的(原子序数越大的, 也是原子的电子层数越多的)金属性越强。除了放射性元 素,铯是金属性最强的金属元素

第16讲 │要点探究
利用氧化 不同的金属,其他因素相同时,从水或酸中置换出氢需要 还原反应 的条件越低,反应速率越快,金属的金属性越强 比较 不同的金属M和N在溶液里发生置换反应,若M将N从N的 盐溶液里置换出来,则金属性M>N,在其他因素相同时, 反应条件越低、反应越快,M>N的程度越大 金属单质的还原性越强,则该金属元素的金属性越强 金属阳离子的氧化性越强,则对应金属元素的金属性越弱 利用化合 由于金属元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物 物的性质 的碱性越强,所以当金属元素M和N的最高价氧化物对应 比较 水化物M(OH)x和N(OH)y的碱性M(OH)x>N(OH)y时,金属 性M>N。碱性M(OH)x>N(OH)y的程度越大,金属性M>N 的程度越大

金 属 性 比 较

第16讲 │要点探究
本质 利用非金 属元素在 元素周期 表里的位 置比较 原子越易得电子,非金属性越强 同周期中的非金属元素,位置越靠后的(原子序数越大的) 非金属性越强(注意:不包括稀有气体)

非 金 属 性 比 较

同主族中的非金属元素,位置越靠上的(原子序数越小的, 也是原子的电子层数越少的)非金属性越强。氟是非金属性 最强的元素
不同的非金属,其他因素相同时,跟氢化合的条件越低、 反应越快,非金属性越强

利用氧化 还原反应 比较

不同的非金属M和N在溶液里发生置换反应,若M能将N从 其溶液里置换出来,则非金属性M>N。在其他因素相同时, 反应条件越低、反应速率越快,M>N的程度越大
非金属单质的氧化性越强,则该非金属元素的非金属性越 强 非金属阴离子还原性越强,其对应元素的非金属性越弱, 如还原性S2->Cl-,则非金属性Cl>S

第16讲 │要点探究
由于非金属元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水 化物的酸性越强,所以,当非金属元素M和N的最高价氧 化物对应水化物HaMOb和HcNOd的酸性HaMOb>HcNOd时, 非金属性M>N。HaMOb>HcNOd的程度越大,M>N的程度 越大 由于非金属元素的非金属性越强,其气态氢化物的热稳定 性越强,所以当HaM和HbN的热稳定性HaM>HbN时,非金 属性M>N。HaM>HbN的程度越大,M>N的程度越大

非 金 属 性 比 较

利用化合 物的性质 比较

2.粒子半径大小的比较 (1)粒子半径大小的比较规律

第16讲 │要点探究
原 子 半 径 ①电子层数相同时,随着原子序数递增,原子半径逐渐减小。 例:r(Na)>r(Mg)>r(A1)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl) ②最外层电子数相同时,随着电子层数递增,原子半径逐渐增大。 例:r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs) ①同种元素的离子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价 阳离子大于高价阳离子。 例:r(Cl-)>r(Cl),r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+) ②电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小。 例:r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg+)>r(Al3+) ③带相同电荷的离子,电子层数越多,半径越大。 例:r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),r(O2-)<r(S2-)< r(Se2-)<r(Te2-) ④核电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。 例:比较r(K+)与r(Mg2+)可选r(Na+)为参照:r(K+)>r(Na+)> r(Mg2+)

离 子 半 径

第16讲 │要点探究

(2)“三看”法快速判断简单粒子半径大小 一看电子层数:最外层电子数相同时,电子层数越多,半径 越大。 二看核电荷数:当电子层结构相同时,核电荷数越大, 半径越小。 三看核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核 外电子数越多,半径越大。

第16讲 │要点探究
【典例精析】
例2 下列说法正确的是( ) A.第ⅠA族元素的金属性比第ⅡA族元素的金属性强 B.第ⅥA族元素的氢化物中,稳定性最好的其沸点也最高 C.同周期非金属元素的氧化物对应的水化物的酸性从左到 右依次增强 D.第3周期元素的离子半径从左到右逐渐减小

第16讲 │要点探究

例2 B 同周期ⅠA族元素的金属性比ⅡA族元素的金 属性强,不同周期则不一定,故A错误;第ⅥA族元素的氢 化物中,稳定性最好的是H2O,由于存在氢键而使其沸点比 H2S等高,故B正确;通过非金属性可以比较最高价氧化物 对应的水化物的酸性,故C错误;第3周期元素的离子中阴 离子比阳离子多了一个电子层,故阴离子半径比阳离子大, 所以D错误。

第16讲 │要点探究

[点评] 本题以元素在周期表中的位置,根据元素周期 律判断正误,本题的易错点是会因忽视同周期的前提条件, 以为A选项正确。变式题则是以元素周期律内容为依据推 断元素,然后考查元素及其化合物的性质。

第16讲 │要点探究
[2010·上海卷]几种短周期元素的原子半径及主要化 合价如下表: 元素代号 原子半径/pm 主要化合价 X 160 +2 Y 143 +3 Z 70 +5、+3、-3 W 66 -2

下列叙述正确的是( ) A.X、Y元素的金属性:X<Y B.一定条件下,Z单质与W的常见单质直接生成ZW2 C.Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水 D.一定条件下,W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来

第16讲 │要点探究
D
本题考查了“位构性”三者之间的关系,中档题。根据元 素的主要化合价可知,X位于ⅡA族,Y位于ⅢA族,Z位于 ⅤA族,W位于ⅥA族。由于X和Y原子半径相差不大,所以X 和Y位于同一周期,则X的金属性强于Y,A错;因为W位于 ⅥA族,且只有负价,所以W是O元素,Z是N元素,则N2和O2 反应生成的产物是NO,B项错;氢氧化铝不和弱碱反应,故C 项错;W的非金属性强于Z,所以W可以置换出Z,D正确。 探究点三 元素周期表和元素周期律的应用

第16讲 │要点探究
? 探究点三 卤素及卤离子的检验 【知识梳理】

1.元素周期表的分区

增强

增 强

增 强 增强(按顺时针顺序)

第16讲 │要点探究
2.元素周期表和元素周期律的应用 (1)科学预测:为新元素的发现及预测它们原子结构和性 质提供线索。 (2)寻找新材料 ①半导体材料:在______________________________附 金属元素与非金属元素的分界线 近的元素中寻找; ②在__________中寻找优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀 过渡元素 的合金材料; ③在周期表中的___________________附近探索研制农药 氟、氯、硫、磷 的材料。 (3)预测元素的性质(根据同周期、同主族性质的递变规 律)。

第16讲 │要点探究
【要点深化】 一、“位、构、性”关系的应用

第16讲 │要点探究
在具体解题过程中,必须具备以下三个方面的基础。 1.结构与位置互推是解题的基础 (1)掌握四个关系式: ①电子层数=周期数 ②质子数=原子序数 ③最外层电子数=主族序数 ④主族元素的最高正价=族序数,负价=主族序数
-8 (2)熟练掌握周期表中的一些特殊规律: ①各周期元素种数; ②稀有气体的原子序数及在周期表中的位置; ③同主族上下相邻元素原子序数的关系。

第16讲 │要点探究
2.性质与位置互推是解题的关键 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,主要 包括: (1)元素的金属性、非金属性。 (2)气态氢化物的稳定性。 (3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。 3.结构和性质的互推是解题的要素 (1)电子层数和最外层电子数决定元素原子的氧化性和还原 性。 (2)同主族元素最外层电子数相同,性质相似。 (3)正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点。 (4)判断元素金属性和非金属性的方法。

第16讲 │要点探究
二、推断元素的一般思路

第16讲 │要点探究
【典例精析】 例3 [2010·天津卷]X、Y、Z、L、M五种元素的原子序 数依次增大。X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素,M是地 壳中含量最高的金属元素。 回答下列问题: (1)L的元素符号为________;M在元素周期表中的位置 O 为 第3周期第ⅢA族 ;五种元素的原子半径从大到小的顺序 是 Al>C>N>O>H (用元素符号表示)。 (2)Z、X两元素按原子数目比1∶3和2∶4构成分子A和B,A的

电子式为___________ ,B的结构式为



第16讲 │要点探究
(3)硒(Se)是人体必需的微量元素,与L同一主族,Se原子比 34 L原子多两个电子层,则Se的原子序数为________,其最高价氧 H2SeO4 化物对应的水化物化学式为____________。该族2~5周期元素 单质分别与H2反应生成1 mol气态氢化物的反应热如下,表示生 成1 mol硒化氢反应热的是________(填字母代号)。 b a.+99.7 kJ· -1 mol b.+29.7 kJ· -1 mol c.-20.6 kJ· -1 mol d.-241.8 kJ· -1 mol

第16讲 │要点探究
(4)用M单质作阳极,石墨作阴极,NaHCO3溶液作电解液 进行电解,生成难溶物R,R受热分解生成化合物Q。写出阳 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 极生成R的电极反应式:________________________________
[或Al-3e-===Al3+

____________________________________________________; 由R生成Q的化学方程式 Al+3HCO-3e-===Al(OH)3↓+3CO2↑ _____________________________________。

Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑]

第16讲 │要点探究
[解析] 本题考查元素的推断,涉及周期表位置、半径比 较、电子式以及电解等知识。蛋白质的组成元素有C、H、O、 N四种,原子序数依次增大,则X为H,Y为C,Z为N,L为 O。M是地壳中含量最高的金属,则应为Al。(1)同一周期, 从左至右,半径依次减小。(2)NH3中的N有一对孤对电子, N2H4为非极性分子。(3)Se的原子序数为8+8+18=34。Se为 第ⅥA族,最高价为+6价,则最高价氧化物对应的水化物化 学式为H2SeO4。该族元素分别为O、S、Se、Te,非金属性 依次减弱,形成的气态氢化物越来越不稳定。从选项中的数 据来看,O、S与H2化合为放热,反应热值为负值。Se、Te

第16讲 │要点探究

化合时为吸热,值为正数,且反应热增大。(4)Al作为阳极, 自身先溶解,发生反应:Al-3e-=Al3+,生成的Al3+与 HCO发生双水解反应:Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑。 Al(OH)3加热分解得Al2O3。

第16讲 │要点探究

[点评]本题综合考查了“位、构、性”关系,并据 此考查了反应热、电化学知识,是目前理科综合非选择 题的主流考查形式。变式题是高考中以选择题形式出现 的常见题型。

第16讲 │要点探究
[2010·广东卷]短周期金属元素甲~戊在元素周 期表中的相对位置如下表所示: 甲 丙 乙 丁 戊

下列判断正确的是( ) A.原子半径:丙<丁<戊 B.金属性:甲>丙 C.氢氧化物碱性:丙>丁>戊 D.最外层电子数:甲>乙

第16讲 │要点探究

C 本题考查了元素周期表中“位-构-性”三者之间的关系, 容易题。丙、丁、戊三种元素位于同一周期,根据同周期原子半 径变化规律,可知丙的原子半径最大,戊的原子半径最小,A项 错误;甲和丙位于同一主族,所以金属性丙强于甲,B项错;丙、 丁、戊三种元素位于同一周期,金属性:丙>丁>戊,所以最高 价氧化物水化物的碱性:丙>丁>戊,C正确;甲和乙在同一周期, 最外层电子数:乙>甲,D错误。

第17讲 │ 化学键

第17讲 化学键

第17讲 │ 化学键 考纲导学
考纲要求 命题预测

1.化学键类型的判断与化合物类型 的关系。这类知识的考查出现在选择 1.了解化学键的 题中,难度较小。 定义。 2.8e-稳定结构、10e-或18e-粒子 2.了解离子键、 与电子式的书写。通常结合其他化学 共价键 的形成。 用语一起考查,如结构简式、结构式 等。以选择题为主,有时推断题中的 填空中也会出现,难度中等。

第17讲 │ 要点探究 要点探究
? 探究点一 离子键和共价键 【知识梳理】
离子键 带相反电荷 ______________离子之 概念 间的相互作用
成键 粒子

共价键
原子 共用电子对 _______间通过__________ ____________形成的相互作用 阴、阳离子

第17讲 │ 要点探究
离子键 共价键

静电作用:包括阴、阳离 静电作用:包括共用电子对 成键 子之间的静电吸引作用,电 与两核之间的静电吸引作用, 实质 子与电子之间以及原子核与 电子与电子之间以及原子核与 原子核之间的静电排斥作用 原子核之间的静电排斥作用 原子 活泼金属 形成 ______与____________ 活泼非金属 条件 ______________化合 非金属 非金属 _________与__________化合

第17讲 │ 要点探究
离子键
(1)用电子式表示 ①Na2O: ____________________ 表示 ②Na2O2: ____________________ ③NaOH: ____________________ ④NH4Cl: ____________________ (1)用电子式表示 ①Cl2:________________; N2:________________; ②H2O:________________; CO2:________________;

共价键

方法

第17讲 │ 要点探究
离子键 (2)用电子式表示离子化合 物的形成过程: ①NaF的形式: 表示 方法 ____________________ ②CaCl2的形成: ____________________ 共价键 (2)用电子式表示形成过程: ①CH4:

____________________ ②CO2: ____________________。

第17讲 │要点探究
【要点深化】 1.化学键分类与表示方法

第17讲 │要点探究
2.离子化合物和共价化合物的判断方法 (1)根据构成化合物的粒子间是以离子键还是以共价 键结合来判断 一般来说,活泼的金属原子和活泼的非金属原子间 形成的是离子键,同种或不同种非金属原子间形成的是共 价键。 (2)根据化合物的类型来判断 大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物;非金 属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。

第17讲 │要点探究

(3)根据化合物的性质来判断 熔点、沸点较低的化合物(SiO2、SiC等除外)是共价化合 物。溶于水后不能发生电离的化合物是共价化合物,熔化 状态下能导电的化合物是离子化合物,不导电的化合物是 共价化合物。 (4)在熔融状态下,能导电的是离子化合物,否则是 共价化合物。

第17讲 │要点探究
【典例精析】

例1 下列各项表达正确的是(
A.F-的结构示意图: B.CO2的分子模型示意图:
? ·Cl ? C. NaCl 的电子式: × ? Na

)

D.N2的结构式:?N≡N

第17讲 │要点探究

例 1 A CO2 是一种直线形分子, 而所给比例模型的图示中 却为角型,所以 B 不正确;NaCl 为离子化合物,其电子式应由 钠离子的电子式(与离子符号相同)和氯离子的电子式(用方括 ? - + 号把其最外层的 8 个 e 围在内部)组成,即 Na [?? ? -,C 不 Cl ] 正确;在用结构式表示物质时,要用短线表示共用电子对,同 时略去未成键的电子,故 D 不正确。

第17讲 │要点探究

[点评]本题主要考查学生对物质的几种表达方式——结 构示意图、比例模型、电子式、结构式的理解和掌握程度; 原子或离子结构示意图表示核外电子排布情况,分子模型 则表示空间的构型;电子式表示最外层电子参与成键的情 况;结构式则表示共价键的连接情况和空间位置关系。变 式题则考查化学键的类别。

第17讲 │要点探究

下列物质中,既含有离子键又含有非极性共 价键的化合物是( ) A.HClO B.Ba(OH)2 C.Na2O2 D.Ar

第17讲 │要点探究

C A项,HClO是共价化合物,且分子中氢原子和氧原子、氧 原子和氯原子之间都为极性共价键;B项Ba(OH)2是含有极性共 价键和离子键的离子化合物;C项Na2O2是含有非极性共价键和 离子键的离子化合物;D项Ar为单质。

第17讲 │要点探究
? 探究点二 化学键与化学反应 分子间作用力 【知识梳理】 离子 原子 1.化学键:使________相互结合或________相互结合的 作用力,叫做化学键。 断裂 2.化学反应的实质:旧化学键的________和新化学键的 形成 ________过程。 3.分子间作用力 范德华力 (1)定义:把分子聚集在一起的作用力,又称___________。 (2)特点:①分子间作用力比化学键弱得多; 溶解性 熔沸点 ②影响物质的__________、__________等物理性质;

第17讲 │要点探究
共价化合物 ③只存在于由共价键形成的多数______________和绝大多 数气态非金属单质以及稀有气体单质分子之间,如CO2、H2、He 分子间。 4.氢键 (1)特点 ①可看成一种较强的分子间作用力; ②作用力的强弱:分子间作用力______氢键______化学键; < < ③含氢键的物质某些物理性质反常,如熔、沸点_______, 升高 在水中的溶解度________。 增大 (2)形成条件:除H原子外,还可形成氢键的原子是 __________。 N、O、F

第17讲 │要点探究
【要点深化】 1.化学键被破坏的变化未必是化学反应 化学键被破坏的几种情况 (1)化学反应过程 化学反应过程中反应物中的化学键被破坏。 如H2+F2 = 2HF,H-H键、F-F键均被破坏。 (2)离子化合物的溶解或熔化过程 对于离子化合物,溶于水便电离成为自由的阴、阳离子, 离子键被破坏;其熔化后,也电离成为自由的阴、阳离子,离 子键被破坏。

第17讲 │要点探究
2.分子间作用力大小及对物质沸点的影响 物质内的分子之间存在着将分子聚集在一起的作用力,称为 分子间作用力(又称范德华力)。 (1)大小判断:一般来说,对于组成和结构相似的物质, 相对分子质量越大,分子间作用力越大。例如:F2<Cl2<Br2 <I2,CF4<CCl4<CBr4<CI4。 (2)分子间作用力越大,物质的熔沸点越高。如沸点:F2< Cl2<Br2<I2,CF4<CCl4<CBr4<CI4。

第17讲 │要点探究
【典例精析】 例2 下列反应过程中,同时有离子键、极性键和非极性键的 断裂和形成的反应是( )
△ A.NH4Cl ===== NH3↑+HCl↑

B.NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 C.2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O D.2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

第17讲 │要点探究

例 2 D A中无离子键的形成,也无非极性键 的断裂和形成;B中无离子键的断裂也无非极性键的 断裂和形成;C中无非极性键的形成,A、B、C均 错误。D项Na2O2中含有离子键、非极性键,CO2中 含极性键,Na2CO3中含离子键、极性键,O2中含非 极性键,故D正确。

第17讲 │要点探究

[点评]本题从化学键的角度对化学反应中物质结构的 变化进行分析,关键是对共价键、离子键的存在和形成要 熟悉和掌握特例,如A中的NH4Cl完全由非金属元素组成, 但是属于离子化合物,既含离子键,又含共价键。变式题 则主要是考查电离过程中化学键的变化。

第17讲 │要点探究
[2010· 宁德模拟]在下列变化过程中,既有离子 键被破坏,又有共价键被破坏的是( ) A.将SO2通入水中 B.烧碱溶于水 C.将HCl通入水中 D.硫酸氢钠溶于水

第17讲 │要点探究

D SO2 溶于水生成 H2SO3,只有共价键被破坏,A 错误;烧碱是 NaOH, 溶于水破坏离子键发生电离, 错误; B HCl 是共价化合物, 电离时只破坏共价键,C 错误;NaHSO4 含有 Na+、HSO-,而电 4 离方程式为:NaHSO4=Na++H++SO2-,D 正确。 4


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